直線滾動導(dǎo)軌結(jié)合面剛度建模及其特性分析.pdf

1、結(jié)合面是零件、部件之間相互接觸，按照裝配技術(shù)要求組合起來的，其接觸剛度常常是機(jī)械結(jié)構(gòu)整體剛度的重要組成部分。如果某個關(guān)鍵部位結(jié)合面的接觸剛度太低，則其將影響機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體剛度及結(jié)構(gòu)性能，成為整體剛度的薄弱環(huán)節(jié)。機(jī)械系統(tǒng)結(jié)合面剛度的精確建模，對機(jī)械系統(tǒng)的動力學(xué)特性研究具有十分重要的作用，且結(jié)合面剛度特性的研究也是機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)研究中的一個重要基礎(chǔ)性問題。
　　以直線滾動導(dǎo)軌為研究對象，通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)、理論計(jì)算和有限元分析相結(jié)合的方法，

2、開展結(jié)合面接觸剛度建模和動力學(xué)特性分析研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)對國內(nèi)外結(jié)合面剛度模型的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，對國內(nèi)外研究成果進(jìn)行了歸納，提出結(jié)合面剛度特性研究中存在的主要問題，制定了理論推導(dǎo)、有限元分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法。
　　(2)完成了直線導(dǎo)軌的模態(tài)實(shí)驗(yàn)，獲取相關(guān)參數(shù)。通過試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)，分別獲得導(dǎo)軌系統(tǒng)法向和切向頻響函數(shù)，進(jìn)而識別導(dǎo)軌結(jié)合面法向和切向動態(tài)特性參數(shù)，并利用單自由度分量分析法對導(dǎo)軌進(jìn)行剛

3、度識別。
　　(3)建立了結(jié)合面的法向和切向接觸剛度分形模型，分析了分形參數(shù)對結(jié)合面的影響，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證?；诮Y(jié)合面的分形接觸理論，建立了結(jié)合面的法向接觸剛度和切向接觸剛度數(shù)學(xué)模型;考慮摩擦因素的影響，分析了分形參數(shù)對粗糙結(jié)合面的影響規(guī)律;與模態(tài)實(shí)驗(yàn)測得的結(jié)合面接觸剛度進(jìn)行對比，驗(yàn)證了考慮結(jié)合面摩擦因素影響的機(jī)械固定結(jié)合面法向和切向接觸剛度模型的準(zhǔn)確性。
　　(4)完成了直線導(dǎo)軌的有限元建模與接觸特性分析，并將所

4、得剛度值與數(shù)值及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證。通過有限元分析方法，研究了載荷作用對導(dǎo)軌結(jié)合面變形量的影響;獲取了直線滾動導(dǎo)軌結(jié)合面的剛度值，并進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)合面剛度理論模型的準(zhǔn)確性;同時驗(yàn)證了在求解剛度中所施加力的最大值滿足直線滾動導(dǎo)軌材料的屈服極限。
　　(5)完成了直線導(dǎo)軌的有限元模態(tài)分析和結(jié)合面剛度識別，并進(jìn)行所得剛度值的對比分析。對直線滾動導(dǎo)軌進(jìn)行了模態(tài)分析，得到前5階固有頻率和振型;采用優(yōu)化參數(shù)法對結(jié)合面剛度進(jìn)行識別，并完成了對比